基本介紹
- 中文名：飛機配平系統
- 外文名：Aircraft Trim System
- 作用：補償力矩不平衡
- 配平方式：三軸配平
- 控制核心：自動駕駛儀
- 英文縮寫：ATS
介紹,民用飛機,案例,
介紹
飛機飛行時，由於速度、重心以及氣動外形等的變化不可避免會造成力矩的不平衡，需要配平系統來補償。CCAR－25作為民用運輸類飛機適航取證必須遵循的適航標準，對民用運輸機的三軸配平有著明確的要求：要求飛機在正常預期的運行條件下，當重心在有關的使用限制範圍內有最不利的橫向移動時，飛機必須能維持橫向和航向配平；要求飛機在最大連續功率(推力)爬升或無動力下滑過程中，無論襟翼處於收起位置還是起飛/放下位置，或飛機進行平飛加減速時，都要能維持縱向配平。為此，民用飛機必須設計恰當的配平系統來滿足配平功能的各項要求。
民用飛機
民用飛機的配平系統通常主要有4種方式，除人工配平外，還有自動配平、馬赫數配平和速度配平。
人工配平由駕駛員通過配平手輪等裝置手動操縱，手動或電驅動配平機構，通常可進行3個軸向的配平操縱。馬赫數配平主要在高速飛行時使用，用於補償跨音速飛行時焦點後移所產生的下俯力矩並自動平衡縱向力矩、增加大馬赫數時的飛機穩定性，以馬赫數為配平系統輸入。速度配平則在放下襟翼（起飛或著陸的低空飛行時）的低速飛行狀態下使用，以速度作為配平系統的輸入。自動配平的作用主要是在平衡狀態下消除作用在自動駕駛儀舵機上的鉸鏈力矩，避免自動駕駛儀斷開時舵機負載突變產生過大的擾動。目前，自動配平多數僅限於俯仰通道。
為實現俯仰自動配平，不同的飛機可選擇採用以下3種主要的配平機構，即調效配平機構、可配平的水平安定面和配平調整片。調效配平機構主要用於助力操縱系統中，而通常大型飛機會利用可配平的水平安定面進行有行程限制的俯仰配平。
俯仰配平調整片是位於升降舵後緣的可偏轉的小翼板，其偏轉與升降舵的偏轉是彼此獨立的。由於調整片距離舵面鉸鏈較遠，適當使調整片相對於舵面反向偏轉，可以有效減小舵面的鉸鏈力矩。同時，由於調整片面積很小，對舵面的升力影響可忽略。現役的支線客機和商務/通用飛機多採用此種機構實現俯仰自動配平。
案例
右圖所示的俯仰自動配平系統用於某型支線客機，參與俯仰自動配平系統工作的主要部件包括：
配平系統結構圖
配平系統結構圖a）數字式雙余度自動駕駛儀計算機：兩個余度的基本功能及配置基本相同，在配平系統中主要用於配平指令的解算與輸出，以及配平系統的監控和自動斷開；
b）自動駕駛儀控制盒：通過其上的自動駕駛儀接通手柄實現自動配平功能的人工接通與斷開；
c）配平舵機：接收來自自動駕駛儀計算機的配平指令，驅動調整片偏轉。
俯仰自動配平是自動駕駛儀的一個子功能。接通自動駕駛儀後，自動駕駛儀控制盒向自動駕駛儀計算機傳送配平繼電器供電信號以及配平供電輸入信號，自動駕駛儀計算機通過向配平舵機傳送配平供電輸出信號，給配平舵機的接通線圈供電，接通自動配平功能。自動駕駛儀計算機通過伺服馬達指令反饋信號進行配平指令的計算，根據配平方向，兩個通道分別輸出配平指令信號以及配平準備信號至配平舵機，並通過配平舵機的驅動模組驅動電機轉動，從而帶動調整片偏轉使作用在升降舵舵面上的鉸鏈力矩減小，最終目標是使鉸鏈力矩降至預置門限內。
配平舵機工作時向告警燈盒傳送配平工作信號，點亮機上配平燈。自動駕駛儀計算機中的配平監控環節使用伺服馬達指令反饋信號、配平指令信號、配平準備信號以及來自配平舵機的配平速率信號實現配平系統監控，當發現配平系統故障時，向機上告警燈盒傳送配平故障信號，點亮相應故障燈。同時，自動駕駛儀計算機通過匯流排向電子飛行儀表系統傳送配平故障信號，並通過其進行顯示。
通常，人工配平接通時要求自動配平斷開。本系統可通過按壓手動配平開關來切斷自動駕駛儀，即斷開了自動配平而轉換至人工配平方式。
